DE19831001A1 - Helicoil wire locking fixture for automotive applications comprises longitudinal axis with a second helical section and third section with an end-stop - Google Patents

Abstract

A helicoil wire locking fixture fulfills the same function as a solid e.g. hexagonal nut, and has a longitudinal axis (8) the first section (1) of which serves to tighten or loosen the fixture using a maximum pre-defined torque. The second helical section (2) threads onto the matching thread of a bolt. The third section (3) has an end-stop to which the release torque is applied as necessary.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtmutter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a wire nut according to the preamble of claim 1.

Drahtmuttern dieses Aufbaues bzw. dieser Formgebung, wie sie aus der DE 43 07 645 A1 bekannt sind, bieten gegenüber den üblichen, aus Vollmaterial gefertigten Muttern, beispielsweise Sechskantmuttern, den Vorteil eines wesentlich geringeren Gewichts. Verständlicherweise hat der Einsatz einer Drahtmutter dort seine Grenze, wo relativ hohe Anzugsmomente verlangt werden. Sind die diesbezüglichen Anforderungen relativ gering, beispielsweise bei Muttern von Schraubverschlüssen für Flaschen oder dergl., bieten Drahtmuttern außer dem Vorteil ihres geringen Gewichts die Möglichkeit, mit einfachen Mitteln eine Selbstarretierung der betreffenden Drahtmutter auf dem zugeordneten Gewindebolzen sicherzustellen. Wie in der zitierten Schrift im einzelnen auseinandergesetzt, wird dies nämlich dadurch erreicht, daß ein Längenbereich des aus Metall oder einem elastischen Kunststoff bestehenden drahtförmigen Materials, der im montierten Zustand der Drahtmutter in das Gewinde des Gewindebolzens eingreift, in einer Ebene verläuft, die die Steigungsebene des Gewindes an dieser Stelle nicht enthält, sondern beispielsweise senkrecht zur Längsachse von Drahtmutter und Gewindebolzen verläuft. Hierdurch ergibt sich ein die Arretierung sicherstellender Klemmeffekt.Wire nuts of this structure or shape, as described in DE 43 07 645 A1 are known, offer compared to the usual nuts made of solid material, for example hex nuts, the advantage of a much lower weight. Understandably, the use of a wire nut has its limit where relatively high Tightening torques are required. If the requirements in this regard are relatively low, offer for example with nuts of screw caps for bottles or the like Wire nuts besides the advantage of their light weight the possibility of using simple Means a self-locking of the wire nut in question on the assigned Ensure threaded bolts. As detailed in the cited scripture, this is namely achieved in that a length range of metal or a elastic plastic existing wire-shaped material, which in the assembled state of Wire nut engages in the thread of the threaded bolt, runs in a plane that the Incline level of the thread does not contain at this point, but for example runs perpendicular to the longitudinal axis of the wire nut and threaded bolt. This gives a locking effect ensuring the locking.

In der bekannten Konstruktion sind umständliche Biegevorgänge des drahtförmigen Materials zur Gewinnung der Drahtmutter erforderlich. Auch ist nicht ersichtlich, wie auf die auf dem Gewindebolzen sitzende und in der beschriebenen Weise selbstarretierende Drahtmutter ein Lösemoment zum Entfernen bzw. Abziehen der Drahtmutter von dem Gewindebolzen aufgebracht werden kann. Weiterhin ist zum Aufbringen des Anzugsmoments auf die bekannte Drahtmutter ein Schraubenschlüssel, also ein Werkzeug, erforderlich.In the known construction there are cumbersome bending processes of the wire-like material required to obtain the wire nut. It is also not apparent how on the on the Threaded bolt seated and self-locking wire nut in the manner described Loosening torque for removing or pulling the wire nut off the threaded bolt can be applied. Furthermore, to apply the tightening torque to the known wire nut a wrench, i.e. a tool, required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Drahtmutter so auszubilden, daß ihre Herstellung unter Wahrung der beschriebenen Vorteile mit geringerem Aufwand, insbesondere an komplizierten Biegevorrichtungen, erfolgen kann, und daß die Drahtmutter günstige Eigenschaften hinsichtlich des Aufbringens von Anzugs- und Lösemoment besitzt.The invention has for its object a generic wire nut so train that their manufacture while preserving the described benefits with less  Effort, especially on complicated bending devices, can be done, and that the Wire nut favorable properties with regard to the application of suit and Has loosening torque.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen beschreiben die Unteransprüche.The achievement of this task consists in the characteristic features of the main claim, advantageous training and development describe the Subclaims.

Zunächst ist festzuhalten, daß die angestrebte Herstellungs- und Bedienungserleichterung der erfindungsgemäßen Drahtmutter ohne Beeinträchtigung ihrer übrigen Eigenschaften erzielt wird. So ist es beispielsweise nach wie vor möglich, die Drahtmutter auf längere Gewindebolzen aufzuschieben, indem man unter Ausnutzung der Elastizität der Konstruktion und des verwendeten drahtförmigen Materials die Drahtfeder gleichsam über die ersten Gewindebereiche des Gewindebolzens in axialer Richtung verschiebt, ehe das Anzugsmoment aufgebracht wird. Damit erübrigt sich - wie schon bei dem diskutierten Stand der Technik - eine Vielzahl von Schraubbewegungen, bis schließlich die Drahtmutter auf den interessierenden Windungen des Gewindebolzens angelangt ist.First of all, it should be noted that the desired ease of manufacture and operation the wire nut according to the invention without impairing its other properties is achieved. For example, it is still possible to extend the wire nut for longer Postpone the threaded bolt, taking advantage of the elasticity of the construction and the wire material used, the wire spring as it were over the first Thread areas of the threaded bolt moves in the axial direction before that Tightening torque is applied. This is superfluous - as with the discussed stand the technology - a variety of screwing movements until finally the wire nut on the turns of the threaded bolt of interest has reached.

Der zum Aufbringen des Anzugsmoments bestimmte und ausgelegte erste aktive Bereich der erfindungsgemäßen Drahtmutter setzt also gleichsam das Anzugsmoment in eine Schraubbewegung des zweiten Bereichs um, bis der dritte Bereich zur Berührung mit einem Anschlag des Gewindebolzens (oder einem mit diesem verbundenen Bauteil) gekommen ist. Beim weiteren Aufbringen eines dann vergrößerten Anzugsmoments dreht sich der erste Bereich gleichsam auf, so daß ein vorgegebener Maximalwert des Anzugsmoments nicht überschritten wird.The first active area determined and designed to apply the tightening torque wire nut according to the invention thus sets the tightening torque in a manner Screw the second area around until the third area is in contact with one Stop of the threaded bolt (or a component connected to it) has come. When further tightening torque is applied, the first one turns Range, so to speak, so that a predetermined maximum value of the tightening torque is not is exceeded.

Das Aufbringen eines Drehmoments auf den ersten Bereich in entgegengesetzter Richtung, also im Sinne eines Lösemoments, bleibt zumindest in einem großen Momentenbereich wirkungslos, da dann dieses Moment ein Zusammenziehen von Windungsbereichen der Drahtmutter und dadurch eine Erhöhung der Reibung zwischen dieser und dem Gewinde des Gewindebolzens zur Folge hat. Hier liegt also eine Selbstsicherung vor.Applying torque to the first area in the opposite direction, in the sense of a loosening torque, remains at least in a large torque range ineffective, because then this moment a contraction of winding areas of the Wire nut and thereby an increase in friction between this and the thread of the Threaded bolt. So here is a self-assurance.

Dagegen bewirkt ein Moment gleicher Richtung bei seinem Aufbringen auf den dritten Bereich ein Lösen der Windungen bzw. Windungsbereiche der Drahtmutter von dem Gewinde des Gewindebolzens, so daß sich die Drahtmutter von dem Bolzen abschrauben bzw. abziehen läßt.In contrast, a moment of the same direction causes it to be applied to the third Area a loosening of the turns or turn areas of the wire nut from the  Thread the threaded bolt so that the wire nut unscrew from the bolt or can deduct.

Der mittlere Bereich der erfindungsgemäßen Drahtmutter dient im wesentlichen zur Führung der Drahtmutter auf dem Gewindebolzen und zum Erzeugen der Schraubbewegungen der Drahtmutter.The central area of the wire nut according to the invention essentially serves for guidance the wire nut on the threaded bolt and to generate the screwing movements of the Wire nut.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß gemäß Patentanspruch 6 die beschriebenen aktiven Bereiche der Drahtmutter, die also aus dem drahtförmigen Material geformt sind, durch ein dreiteiliges oder drei Bereiche aufweisendes flüssigkeits- und gasdichtes Gehäuse (Kappe) zu einem Schraubverschluß ergänzt werden können. Dieses Gehäuse ist so ausgelegt, daß seine beiden Endbereiche zur drehfesten Aufnahme des ersten bzw. des dritten Bereichs der aktiven Teile der Drahtmutter eingerichtet sind, während ein mittlerer Verbindungsbereich der Verschlußkappe in Umfangsrichtung begrenzt elastisch nachgebend ausgelegt ist, so daß er Relativverdrehungen zwischen dem ersten und dem dritten Bereich aus dem drahtförmigen Material zuläßt.A particular advantage of the invention is the fact that according to claim 6 described active areas of the wire nut, that is, the wire-shaped material are formed by a three-part or three-area liquid and gastight housing (cap) can be added to a screw cap. This Housing is designed so that its two end regions for non-rotatably receiving the first and third areas of the active parts of the wire nut are set up while a central connection area of the closure cap in the circumferential direction has a limited elasticity is designed to yield so that it rotates relative to the first and the allows third area from the wire-shaped material.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 einen axialen Schnitt durch die Drahtmutter zeigt, während Fig. 2 die Ansicht von unten gemäß II in Fig. 1 und Fig. 3 eine leicht perspektivische Ansicht wiedergeben.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, FIG. 1 shows an axial section through the wire nut, while FIG. 2 shows the view from below according to II in FIG. 1 and FIG. 3 shows a slightly perspective view.

Betrachtet man zunächst die aktiven Bereiche der Drahtmutter, d. h. diejenigen Bereiche, die aus einem drahtförmigen Material aus Metall oder Kunststoff geformt sind, so erkennt man den ersten Bereich 1, den zweiten Bereich 2 und den dritten Bereich 3, wobei der zweite Bereich im wesentlichen als Drahtwendel ausgebildet ist, die zum Eingriff in das Gewinde eines nicht dargestellten Gewindebolzens dimensioniert ist. Demgegenüber ist der erste Bereich 1, wie besonders deutlich Fig. 2 zeigt, so geformt, daß er eine Doppelflügelanordnung mit den beiden sich gegenüberliegenden Flügeln 4 und 5 bildet, wobei das freie Ende 6 des drahtförmigen Materials als echtes freies Ende gleichsam in der Luft hängt. Diese doppelflügelförmige Ausbildung des ersten aktiven Bereichs 1 der Drahtmutter ermöglicht also das Aufbringen eines Anzugsmoments im Sinne des Pfeils 7 zum Aufschrauben der Drahtmutter auf den nicht gezeichneten Gewindebolzen mit ihrem zweiten Bereich 2. If one first looks at the active areas of the wire nut, that is to say those areas which are formed from a wire-shaped material made of metal or plastic, the first area 1 , the second area 2 and the third area 3 can be seen , the second area essentially being Wire coil is formed, which is dimensioned for engagement in the thread of a threaded bolt, not shown. In contrast, the first region 1 , as is particularly clearly shown in FIG. 2, is shaped in such a way that it forms a double-wing arrangement with the two opposite wings 4 and 5 , the free end 6 of the wire-shaped material as a true free end hanging in the air as it were . This double-winged design of the first active area 1 of the wire nut thus enables the application of a tightening torque in the sense of arrow 7 for screwing the wire nut onto the threaded bolt (not shown) with its second area 2 .

Diese Aufschraubbewegung wird beendet, wenn der dritte Bereich 3, der, wie vor allem Fig. 1 zeigt, im wesentlichen in einer zur Längsachse 8 von Drahtmutter und Gewindebolzen senkrechten Ebene verläuft, gegen einen gewindebolzenseitigen Anschlag stößt. Ein weiteres Aufbringen eines jetzt vergrößerten Anzugsmoments im Sinne des Pfeils 7 auf den ersten Bereich 1 hat eine Durchmessererweiterung desselben und zumindest der ersten Windungen des zweiten Bereichs 2 sowie - unter Ausnutzung der Freiheit des Endes 6 - ein Aufspreizen des ersten Bereichs 1 zur Folge, so daß das Anzugsmoment der Drahtmutter auf dem Gewindebolzen nicht mehr vergrößert werden kann.This screwing-on movement is ended when the third region 3 , which, as is shown primarily in FIG. 1, runs essentially in a plane perpendicular to the longitudinal axis 8 of the wire nut and threaded bolt, abuts against a stop on the threaded bolt side. A further application of a now increased tightening torque in the sense of arrow 7 to the first area 1 results in an increase in the diameter of the same and at least the first turns of the second area 2 and - using the freedom of the end 6 - a spreading of the first area 1 , so that the tightening torque of the wire nut on the threaded bolt can no longer be increased.

Wird dagegen durch irgendwelche Umstände ein dem durch den Pfeil 7 symbolisierten Moment entgegengerichtetes Moment auf den ersten Bereich 1 aufgebracht, so führt dies zu einer Durchmesserverringerung, d. h. einem Einziehen, der ersten Windungen des zweiten Bereichs 2 und damit zu einer Erhöhung der Reibung zwischen der Drahtmutter einerseits und dem Gewindebolzen andererseits, so daß eine Selbstarretierung der Drahtmutter auf dem Gewindebolzen gegen das Lösen der Drahtmutter erfolgt.If, on the other hand, a moment counter to the moment symbolized by the arrow 7 is applied to the first area 1 , this leads to a reduction in diameter, ie a drawing in, of the first turns of the second area 2 and thus to an increase in the friction between the wire nut on the one hand and the threaded bolt on the other, so that the wire nut on the threaded bolt self-locks against loosening of the wire nut.

Der dritte Bereich 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel so geformt, daß er drei Ausbiegungen oder Ausbuchtungen 9, 10 und 11 hier in gleichsam dreieckförmiger Anordnung bildet, die zum Einleiten eines Lösemoments entsprechend dem Pfeil 12 dienen. Auch hier weist das drahtförmige Material des dritten Bereichs 3 bei 13 ein freies Ende auf. Sobald also ein Lösemoment entsprechend Pfeil 12 hinreichender Größe auf den dritten Bereich 3 aufgebracht wird, erfolgt ein Aufspreizen desselben und der ihm benachbarten Windungen des zweiten Bereichs 2 und dadurch eine Freigabe der Drahtmutter zum Abschrauben bzw. Abziehen von dem Gewindebolzen.In this exemplary embodiment, the third region 3 is shaped in such a way that it forms three bends or bulges 9 , 10 and 11 here, as it were, in a triangular arrangement, which serve to introduce a loosening torque according to the arrow 12 . Here too, the wire-shaped material of the third region 3 has a free end at 13 . As soon as a loosening torque corresponding to arrow 12 of sufficient size is applied to the third area 3 , the same and the adjacent turns of the second area 2 are spread out , thereby releasing the wire nut for unscrewing or pulling off the threaded bolt.

Fig. 3 läßt die beschriebenen Verhältnisse anhand einer leicht perspektivischen Darstellung erkennen. Fig. 3 shows the conditions described using a slightly perspective view.

Der erste Bereich 1 ist ferner so ausgelegt, daß er eine Selbstarretierung der Drahtmutter auf dem Gewindebolzen gegenüber dynamischen Erschütterungen sicherstellt. Dazu besitzt dieser Bereich zumindest einen Längenbereich 14 solcher Anordnung, daß er in einen Gewindebereich des Gewindebolzens eingreift. Dieser Längenbereich 14 liegt in diesem Ausführungsbeispiel in einer zur Längsachse 8 senkrechten Ebene, die also nicht der Steigung des Gewindes des Gewindebolzens an dieser Stelle entspricht, so daß ein Klemmeffekt zwischen dem Längenbereich 14 einerseits und dem Gewindebereich des Gewindebolzens andererseits auftritt; dadurch erfolgt eine Arretierung bzw. eine Sicherung der Drahtmutter auf dem Gewindebolzen bei dynamischen Belastungen.The first area 1 is also designed so that it ensures a self-locking of the wire nut on the threaded bolt against dynamic shocks. For this purpose, this area has at least one length area 14 of such an arrangement that it engages in a threaded area of the threaded bolt. This length range 14 lies in this embodiment in a plane perpendicular to the longitudinal axis 8 , which does not correspond to the pitch of the thread of the threaded bolt at this point, so that a clamping effect occurs between the length region 14 on the one hand and the threaded region of the threaded bolt on the other hand; this locks or secures the wire nut on the threaded bolt under dynamic loads.

Gemäß Fig. 1 enthält die Drahtmutter auch ein kappenartiges Gehäuse 15, das in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Hälften zusammengesetzt ist und ebenfalls drei miteinander zusammenhängende Bereiche 16, 17 und 18 aufweist. Der Bereich 16 nimmt den ersten aktiven Bereich 1 der Drahtmutter drehfest auf, während der andere Endbereich 18 der Verschlußkappe 15 den dritten aktiven Bereich 3 drehfest umschließt. Beide Bereiche 16 und 18 sind durch den - gegebenenfalls durch Längsrippen 19 verstärkten - Verbindungsbereich 17 so verbunden, daß Relativdrehungen oder -schwenkungen zwischen den Bereichen 16 und 18 möglich sind; der Verbindungsbereich 17 ist diesbezüglich elastisch nachgiebig ausgebildet. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, trotz Abkapselung der aktiven Bereiche 1, 2 und 3 der Drahtmutter durch die Verschlußkappe 15 in der beschriebenen Weise Anzugs- und Lösemomente aufzubringen.Referring to FIG. 1, the wire nut also contains a cap-like housing 15 which is composed in this embodiment of two halves and also three interrelated sections 16, 17 and 18 has. The area 16 receives the first active area 1 of the wire nut in a rotationally fixed manner, while the other end area 18 of the closure cap 15 encloses the third active area 3 in a rotationally fixed manner. Both areas 16 and 18 are connected by the connection area 17 , possibly reinforced by longitudinal ribs 19 , in such a way that relative rotations or swivels between the areas 16 and 18 are possible; In this regard, the connection area 17 is designed to be elastically flexible. This provides the possibility of applying tightening and loosening torques in the manner described, in spite of the active areas 1 , 2 and 3 of the wire nut being encapsulated by the closure cap 15 .

Mit der Erfindung ist also eine gattungsgemäße Drahtmutter geschaffen, die bei einfacher Formgebung das Aufbringen definierter Anzugs- und Lösemomente ermöglicht.With the invention, therefore, a generic wire nut is created which is simpler Shape enables the application of defined tightening and loosening torques.

Claims (6)

1. Drahtmutter mit aus einem gemeinsamen Strang drahtfiörmigen Materials geformten aktiven Bereichen zum Eingriff in ein Gewinde eines Gewindebolzens und zum Arretieren auf diesem, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Strang in Richtung einer Drahtmutter-Längsachse (8), die nach Montage der Drahtmutter auf dem Gewindebolzen mit einer Gewindebolzen-Längsachse zusammenfällt, aufeinanderfolgend einen ersten Bereich (1) zum Anziehen der Drahtmutter mit einem vorgegebenen maximalen Anzugsmoment und zum Arretieren, ferner einen wendelförmigen zweiten Bereich (2) zum Eingriff in das Gewinde des Gewindebolzens sowie einen dritten Bereich (3) zum axialen Abstützen an einem Anschlag am Gewindebolzen und zum Aufbringen eines Lösemoments auf die Drahtmutter zwecks Entfernens von dem Gewindebolzen bildet, wobei der erste Bereich (1) bei Erreichen des maximalen Anzugsmoments in Umfangsrichtung der Drahtmutter federnd nachgebend ausgelegt ist und der dritte Bereich (3) zum Aufbringen eines dem Anzugsmoment entgegengerichteten, den Durchmesser des zweiten Bereichs (2) vergrößernden Lösemoments eingerichtet ist.1. Wire nut with active areas formed from a common strand of wire-shaped material for engaging in a thread of a threaded bolt and for locking on it, characterized in that the common strand in the direction of a longitudinal axis of the wire nut ( 8 ), which is mounted on the Threaded bolt coincides with a threaded bolt longitudinal axis, successively a first region ( 1 ) for tightening the wire nut with a predetermined maximum tightening torque and for locking, furthermore a helical second region ( 2 ) for engaging in the thread of the threaded bolt and a third region ( 3 ) for axial support against a stop on the threaded bolt and for applying a loosening torque to the wire nut for the purpose of removing it from the threaded bolt, the first area ( 1 ) being designed to yield resiliently in the circumferential direction of the wire nut when the maximum tightening torque is reached and the third area ( 3 ) to the Application of a loosening torque which is opposite to the tightening torque and increases the diameter of the second region ( 2 ). 2. Drahtmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (1) zum Arretieren zumindest einen zum Eingriff in das Gewinde des Gewindebolzens angeordneten Längenbereich (14) des drahtförmigen Materials aufweist, der in einer Ebene verläuft, deren Ausrichtung von der Steigung des Gewindes an dieser Stelle abweicht.2. Wire nut according to claim 1, characterized in that the first region ( 1 ) for locking at least one arranged for engagement in the thread of the threaded bolt length region ( 14 ) of the wire-shaped material, which extends in a plane, the orientation of the slope of the Thread deviates at this point. 3. Drahtmutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene senkrecht zur Längsachse (8) der Drahtmutter verläuft.3. Wire nut according to claim 2, characterized in that the plane extends perpendicular to the longitudinal axis ( 8 ) of the wire nut. 4. Drahtmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (1) doppelflügelartig (4, 5) geformt ist. 4. Wire nut according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first region ( 1 ) is shaped like a double wing ( 4 , 5 ). 5. Drahtmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Bereich (3) nach der Montage der Drahtmutter im wesentlichen außerhalb des Gewindes des Gewindebolzens verlaufend ausgelegt ist und zum Aufbringen des Lösemoments nach außen weisende Ausbiegungen (9, 10, 11) aufweist.5. Wire nut according to one of claims 1 to 4, characterized in that the third region ( 3 ) after the assembly of the wire nut is designed to run essentially outside the thread of the threaded bolt and for applying the loosening torque outward-pointing bends ( 9 , 10 , 11 ). 6. Drahtmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der dritte Bereich (1, 3) drehfest von topf- bzw. zylinderartigen Verschlußkappenbereichen (16, 18) einer Verschlußkappe (15) aufgenommen sind, zwischen denen sich ein in Umfangsrichtung federnd nachgiebiger, den zweiten Bereich (2) aufnehmender mittlerer Verschlußkappenbereich (17) erstreckt.6. Wire nut according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first and the third region ( 1 , 3 ) are rotatably received by pot- or cylinder-like closure cap regions ( 16 , 18 ) of a closure cap ( 15 ), between which there are a middle closure cap region ( 17 ) which is resilient in the circumferential direction and accommodates the second region ( 2 ).